VIABILITAT DEL SOTERRAMENT EN CORRENT ALTERN AMB CABLE AÏLLAT XLPE

DE LA LÍNIA DE MOLT ALTA TENSIÓ DE 400 KV DOBLE CIRCUIT A LES COMARQUES DE GIRONA

(TRAM SANTA LLOGAIA - BESCANÓ I RAMAL DE RIUDARENES)

Girona, 11 de juliol de 2009

2

ÍndexIntroduccióLes propostes a debat: REE vs CILMAViabilitat elèctrica

Disseny de la canalització o “camí de cables”Corrent capacitiu i reactàncies de compensacióCàlculs elèctrics (sobretensions, pèrdues, etc.)Altres aspectesArquetes d’empalmament i subestacions

Viabilitat constructivaTraçat principalPunts singularsEstesa de cables

Viabilitat d’implantació territorial“Traçat” i servitudsProposta “conceptual” de traçat

Viabilitat mediambientalAspectes diversosIntegració paisatgística

Viabilitat econòmicaCostos directes per ràtiosCostos directes estimatsAltres costosCostos indirectesResum de costos

Conclusions

3

IntroduccióPostura CILMA:

Defensa la viabilitat total a les comarques de Girona del soterrament en CA amb cable soterrats aïllats amb XLPE utilitzant corredors d’infraestructures;El SPAN (Sí, Però Aquí No): NO! ...Però, mirem si és viable soterrar;La interconnexió soterrada en CC no implica la inviabilitat del soterrament en CA de Bescanó - Santa Llogaia i la “justifica”econòmicament; Recolza la viabilitat amb estudis solvents i consultes expertes (No sobre el precedent de la interconnexió);Demostració de la viabilitat total considerant aspectes elèctrics (TEP, General Cable, ...), mediambientals (D. Dépris, Fractàlia, ...), constructius i d’implantació territorial (Most Enginyers, ...), etc.

Presentació síntesi dels estudis realitzats

4

Les propostes a debat: REE vs CILMA

-Soterrament en galeria per Zona de Domini Públic o servitud

-Eliminació SE Ramis. Ampliacióde 220kV a 400kV de la SE Juià

-Traçat preferencial per corredors d’ Infraestructures

-Compactació i/o desmantellament de línies d’A.T.

-Mitigació dels impactes SE (GIS)

5

“Camí de cables”: secció tipus amb capacitat de transport d’energia equivalent (2.441 MVA/circuit segons REE)

Variables de càlcul: temperatura; diàmetre dels cables; disposició de cables; separació entre fases; distància entre circuits, profunditat de la rasa, etc.

2 tricables 2.500mm2 Cu de 15 cm de diàmetre per circuit (2x3 cables x 2 circuits = 12 cables)

Oferta tècnica General Cable Tipologia de Cable

Viabilitat elèctrica – Disseny de la canalització (1/2)

6

Instal·lació en RASA (25ºC): Disposició horitzontal;d1= 50 cm de distància entre cables/fases;d2= 1 metre de distància entre tricables/ternes;d3= 4 m de distància entre els dos circuits (independència i seguretat);d4= Resguard lateral d’1 metre per banda;Ample mínim de “camí de cables”: 12mProfunditat de 2 m.

En GALERIA (40ºC): Calaix de 2.20x2.10 m (int.)Disposició vertical: 1 circuit per banda;10 cm de separació de formigó entre circuit;10 cm de separació entre els cables i la paret;Resguard de 20 cm des dels cables a la part central

Instal·lació en Rasa amb disposició en trèvol? 8 mPer igual caiguda de tensió la capacitat en LAT és inferior...Capacitat prescrita per REE restrictiva?

d3 d2d1 d4

2.1

2.2

1.2(m)

Viabilitat elèctrica – Disseny de la canalització (2/2)

7

Viabilitat elèctrica – Corrent capacitiu i reactàncies de compensació

Reducció del corrent útil del cable pel corrent capacitiu entre pantalla i conductor;

per 400kV en long. >10km

Potència Reactiva a compensar 12.56MVar/km per tricables ;

Repartir reactàncies a l’inici i al final del soterrament (50% per banda)

Interconnexió del països del Golf : Ghunan - Al Jasra (42,5km) Japó: Shin-Keyo/Toyosu (39,5km)

Reactor de 3 fases per 400kV (160MVar, aprox. 50m2)

Font: Elaboració pròpia

8

Viabilitat elèctrica – Càlculs elèctrics

“Inconvenients” tècnics totalment superables:Règim permanent: descarregadors de tensió en les arquetes d’encreuament a nivell del “Cross-bonding”;Règim transitori:

Aturada general i reposició del servei (excepcionalitat);Que és el que ha provocat aquesta situació? Evitar la situació: pensar en soterrar la xarxa...Instal·lació de reactàncies de compensació del cable (potència inductiva equivalent a la capacitiva del cable)

Sobretensions per efecte “Ferranti” en certes condicions d’explotació;

descarregadors de tensió en transicions (aèria-soterrat);

Pèrdues d’energia: 3x superiors en les línies aèries en situació de càrrega màxima;

Necessitat de ventilació en galeria: quan la càrrega tèrmica supera en 82% la del conjunt.

9

Viabilitat elèctrica – Altres aspectesCompatibilitat amb la interconnexió en CC:

La CC no aporta potència de cort – circuit; Existeixen actualment dispositius electrònics que aporten transitòriament potència de cort - circuit (FACTS) – funció de la tecnologia de conversióCC/CA.

Camps electromagnètics:El camps elèctrics són nuls en una solució soterrada;Els camps magnètics en superfície depenen de la configuració i instal·lacióentre fases en soterrat (distàncies, disposició, profunditat, etc.);Les propostes realitzades compleixen amb els límits més restrictius tot i aportant la capacitat de transport prescrita per REE;La línia aèria no compleix els límits de ICNIRP en quant als camps elèctrics (5kV/m)...només a 14 m!

Avaries:Probabilitat menor d’ocurrència: instal·lacions protegides;Principalment a les arquetes: facilitat accés. La galeria o els conductes faciliten les reposicions dels cables;Conseqüència de la “permanència” minimitzables amb una planificacióadequada de la xarxa;Afectació dels 2 circuits? Independència dels mateixos...Estudi de risc i costos associats...però també per les LAT!!!

10

Viabilitat elèctrica – Arquetes d’empalmament i subestacions

Arquetes d’empalmament: Elements soterratsCada 500 a 850m. Dim. 15x2 m

Subestacions:Transició aèria-soterrada

Bescanó, derivació del ramalTecnologia GIS: Màxim compactació i mínim impacte

Arqueta d’empalmament.

Arqueta “cross-bonding”. Font: General Cable.

Subestació de transicióSubestació de Juià

Subestació de Baquèira (Endesa)

11

Viabilitat constructiva – Traçat principal

Directament en rasa (1M€/km);En conductes i rasa formigonada (1,6M€/km);

5 km al ramal de Riudarenes.

En Galeria (2,5M€/km);Més de 60km.

Instal·lació en rasa en zona urbana al costa d’una carretera amb transit dens

Instal·lació en galeria al centre de Madrid (Plan Madrid)

Calaix sota construcció a l’aeroport de Barajas

12

Viabilitat constructiva – Punts singulars (>4M€/km)

Perforació horitzontal dirigida (AP-7, Ter, etc.)

Túnel

Empenta oleodinàmic (TGV, ETF, etc.)

Pels ponts i viaductes, etc.

Perforació horitzontal dirigida a Madrid (PlanMadrid: M40, Riu Manzanares).

Per un pont amb estructura independent a Colombo

Pont del Captain Cook (Brisbane)

2nd Yorkshire Line

Vista del túnel d’Elstree (Londres)

13

Viabilitat constructiva – Estesa dels cables

Estesa de cables en zona urbana (Brisbane)

Estesa de cables en zona rural. Directament en rasa.

Estesa de cables en zona rural. 2n Yorkshire LineEstesa de cable a Colombo en zona urbana

14

Viabilitat constructiva – Seccions i amples d’obra

La definició dels amples “d’obra” –subjectiu:

Exigències d’explotació;Tipus d'instal·lació;Metodologia d'instal·lació;Comoditat d’execució de les obres.

Permet estimar el PEC de la solució d’ OC;Permet caracteritzar amples necessaris per la implantació territorial - ”traçat”;

15

Viabilitat constructiva – Secció en rasa i ample d’obra (12-15 m)

-Directament en rasa (14,5m)

>3 0.50.5

4 4

2.0

11

>4

11 3

0.5

Font: Elaboració pròpia

-En conductes i rasa formigonada (12m)

16

Viabilitat constructiva – Secció en calaix i ample d’obres (4-14m)

3.0 3.00.5

2.6

2.7(m)

4.014.0

0-2?0-2?

Font: Elaboració pròpia

17

Viabilitat d’implantació territorial – “Traçat” i servituds

Proposta conceptual de “Traçat”;Implantació de proposta de l’esquema de soterrament considerant definició ICC 1:25.000;Identificació dels corredors d’infraestructures existents i/o planificats que es poden aprofitar;Ajustar longituds de traçats per càlcul de costos;Proposar mètodes constructius principals;Identificar punts singulars i estimació dels costos associats;Propostes de millores: desmantellament o compactació amb altres línies aèries d’A.T.

18

Viabilitat d’implantació territorial –proposta conceptual de “traçat”

Infraestructures/obres/corredors utilitzats: TAV, desdoblament A-2, ampliació Ap-7; Variant de Bordils, eix Brugent Ter, desdoblament de la C-25, Eix Transversal Ferroviari, camins i pistes forestal, etc.

Solució en calaix com a solució principal:Minimitza ample de servitud;Possibilita instal·lació integral en ZDP afectació i expropiació cost 0€/km del soterrament;Compactació amb altres serveis sense x afectació;Facilitat d’explotació i serveis;Coneixements nacionals adquirits;Rasa amb conductes quan no es segueixi una infraestructura o on les pendents ho requereixen.

Proposta de desmantellament i compactació de:Línia AT 132kV DC de Fecsa (20km) Juià-FigueresLínia AT Salt-La Roca (7km) – Ramal de Riudarenes

19

Santa Llogaia - Juià

TAV

A-2

AP-7

Var. Bordils

20

Viabilitat d’implantació territorial - Juià - Bescanó

AP-7

Eix Brugent-Ter

21

Viabilitat d’implantació territorial –Ramal de Riudarenes

C-25

ETF

TAV

Zona forestal

22

Viabilitat mediambiental – Aspectes diversos

- Inconvenients de les LA:Vulnerabilitat a les agressions externes (Clima, actes vandàlics o terroristes, etc.);No integració paisatgística - impacte en turisme (Conques visuals importants);Riscs important d’incendis, d’electrocució, etc.Repercussions acústiques, químiques, etc.Impacte fauna-avifauna, etc.Traçat proposat per REE conques visuals important i pas per zona verge.

Usos del “camí” de cables: via verda, element polivalent i vertebrador, zona de pastura, via de servei;Valor d’existència i paisatge tant valuós com el dels Pirineus;Impacte obres soterrament provisional i reversible;Amples de servitud del soterrament de la MAT: 8 - 16 m

Restricció de plantació d’arbres i de construcció d’edificacionsAprofitar ZDP o encara de servitud d’altres infraestructuresEl propi camí i les infraestructures adjacent serveixen d'accés

Integració de les subestacions de compensació en les subestacions d’extremitats;Consideració de les pèrdues d’energia en càrrega superiors en LA;Pas per zona forestal (carena) : Bosc adevesat – ecotons (espais frontera).

23

Viabilitat mediambiental – Integració paisatgística

Instal·lació acabada (esquerra) i 18 mesos desprès (dreta) a Newby-Nunthorpe

-

Fotomuntatge. Font: Elaboració pròpia

Integració paisatgística d’una subestació de transició

Fotomuntatge. Font: Elaboració pròpia

24

Viabilitat econòmica – Costos directes per ràtios

CD LÍNIES AÈRIES (Ref. CESI - M. Monti):0.6-1M€/km en zones rurals;1.5-2M€/km en zones de muntanya;

CD CABLES ENTERRATS (Ref. CESI - M. Monti):La instal·lació amb CABLES:

4-8M€/km zones sense obstacles;Més de 10M€/km amb obstacles.

Costos de compensació de REACTIVA: 150k€/km Subestacions de TRANSICIÓ:450k€/u.

Economia d’escala: 800km de cables!!!

25

Viabilitat econòmica – Costos directes estimats

COSTOS DIRECTES (CD) estimats:Costos d’Obra civil:

Costos “industrials”: Fabricació, C.Q., transport i estesa dels cablejat i altres accessoris : 5M€/km (preu cables a la sortida de fàbrica: 3,6M€/km)

26

Viabilitat econòmica – altres costosCostos associats a les PERDUES ENERGÈTIQUES (Ref. CESI-Monti)

40% CD en línies aèries ;2% CD en cables soterrats

Costos d’ EXPLOTACIÓ I MANTENIMENT (Ref. CESI-Monti) 2.5 a 3% CD en línies aèries;inapreciables en front de CD en cables soterrats.

Costos de DESMANTELLAMENT de les línies (Ref. CESI-Monti)1.5-2.5% CD en línies aèries;0.4-0.8% CD en cables soterrats (Atenció: CD superior!).

ALTRES COSTOS INDIRECTES de les línies aèries difícils de quantificar – associats a pèrdues econòmiques potencialment elevades:

Perills d'electrocució i electrització superiors;Major exposició a les inclemències climàtiques;Major exposició als actes vandàlics i actes terroristes;costos ambientals: sorolls, radiacions, etc...

Desmantellament de LAT

27

Viabilitat econòmica – costos indirectesCOSTOS INDIRECTES valorats per la UdG - Facultat de Ciències econòmiques i empresarials de la Universitat de Girona:

pèrdua de benestar de la població afectada per aquestes infraestructures per expropiacions, pèrdua de valor dels terrenys i els habitatges afectats,impacte en les activitats econòmiques relacionades amb el turisme, impacte paisatgístic, etc..

Conclusió de l’estudi econòmic de la UdG. Els Costos estimats per l'opció aèria són:Costos d’expropiació : 0.03M€/kmDesvalorització del cost de la propietat: 2M€/km

Terrenys: 0.5M€/kmPropietats: 1.5M€/km

TOTAL COSTOS INDIRECTES UdGLínies aèries: 2M€/km;Cables soterrats: 0.0094M€/km en (213X inferiors)

Concepte del “VALOR D’EXISTÈNCIA I HERÈNCIA”: diferència de costos entre soterrar o no. El que “justifica” el soterrament:

Baixàs – Sta. Llogaia d’A.: 18.4 M€/km - (10M€/km+conversió CC/CA) - 1.6M€/km

28

Viabilitat econòmica – resum de costosRamal de Riudarenes: Tram Sta. Llogaia - Bescanó

Total:

Concepte del “VALOR D’EXISTÈNCIA I HERÈNCIA” del Pirineus: diferència de costos entre soterrament i solució aèria que va “justificar” la presa de decisió: Baixàs – Sta Llogaia d’A.: (10M€/km+conversió CC/CA)- 1.6M€/km= 18.4 M€/km

NO soterrar a la resta de les comarques de Girona és admetre que el seu valor d’”existència i herència” no “val” ni 25% del dels Pirineus!!!

29

Viabilitat econòmica – Costos de milloresDESMANTELLAMENT I COMPACTACIÓ DE LAT:

Línia AT 132KV DC de Fecsa (20km) Juià -FigueresLínia AT Salt-La Roca (7km) – ramal de Riudarenes

Recuperació progressiva de la depreciació dels terrenys i propietats: 1M€/kmCost desmantellament: 0.04M€/kmCost de soterrament en rasa: 0.6M€/km/c

Increment de 6.5M€ el cost global – 1% proposta

COMPACTACIÓ DE SUBESTACIONS:Eliminació de Sant Julià de Ramis suposa un estalvi directe de 11M€L’ increment de cost que suposa la implantació de GIS: 26.5M€ + OC

Sta. Llogaia d’A. : 4.5M€Juià: 13M€Bescanó: 4.5M€Riudarenes: 4.5M€

Diferència: 15.5M€ (OC a part) – 3% proposta (No s’ha valorat els beneficis indirectes evidents associats a la millora)

30

ConclusionsEl soterrament és viable sobre tots els aspectes tractats (tècniques, econòmics i mediambientals, etc.);Considerant costos globals es redueix 1/3 les diferències entre l’opció aèria i la totalment soterrada (factor 6 2);Considerant un 25% del “valor d’existència i herència” atribuït als Pirineus els costos globals són favorables al soterrament;Estem parlant que el soterrament representa:

20% del cost de la interconnexió;Menys del cost d’una única subestació de conversió CC/CA de la interconnexió...

Demanem que es consideri els elements aportats

31

FI

Gràcies per la vostra atenció....

Jordi Mulà i CasagranEnginyer IndustrialVicepresident del CILMA

Bàrbara da Silva RosaEnginyera de Camins, Canals i PortsM.Sc. Ciències i tècniques del medi ambient